錢秀娟,張世鵬,謝 攀,劉長仲

(甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院/甘肅省農(nóng)作物病蟲害生物防治工程實(shí)驗(yàn)室 蘭州 730070)

昆蟲病原線蟲(entomopathogenic nematodes,EPN)是指體內(nèi)攜帶具病原性的共生細(xì)菌,能使節(jié)肢動物類發(fā)病并死亡的一類線蟲[1-2]。該類線蟲具有寄主范圍廣、毒力高、能主動尋找寄主、對人畜及環(huán)境安全無毒、并能人工大量培養(yǎng)等諸多優(yōu)點(diǎn),因此作為一種有效的生防因子,被廣泛應(yīng)用于地下害蟲和隱蔽性害蟲的防治,具有巨大的開發(fā)潛力和應(yīng)用前景[3-7]。

昆蟲病原線蟲營自由生活階段,要面臨各種非生物脅迫,包括高溫、低濕、紫外輻射(UV-B)、化學(xué)感應(yīng)、土壤類型等;在實(shí)際應(yīng)用中,決定昆蟲病原線蟲對害蟲防治效果高低的關(guān)鍵因子之一,是在各種非生物因子的脅迫下,昆蟲病原線蟲能否在田間建立種群。因此研究非生物脅迫對昆蟲病原線蟲的影響,具有重要意義[8-10]。目前昆蟲病原線蟲對隱蔽性害蟲的防治應(yīng)用比較廣泛,其對葉面害蟲的防治室內(nèi)試驗(yàn)表明也有較好的控制效能,但在田間應(yīng)用時防治效果會有所降低,重要的影響因子就是UV-B 輻射[11]。

近年來,隨著生產(chǎn)和生活中大量生產(chǎn)和使用氯氟烴等消耗臭氧層的物質(zhì),以及大量廢氣的排放,破壞大氣臭氧層,并導(dǎo)致地面紫外輻射(UV-B)增加。過量紫外線對人類、動植物、微生物等會產(chǎn)生危害,并產(chǎn)生明顯的生物學(xué)效應(yīng)[11-15]。研究表明,紫外線輻射對秀麗隱桿線蟲(Caenorhabditis elegans)具有一定的影響,主要表現(xiàn)在生殖毒性,但是研究同時表明適當(dāng)?shù)淖贤廨椛漕A(yù)處理可防止行為缺陷機(jī)制的形成[15]。有關(guān)紫外輻射對昆蟲病原線蟲的影響和昆蟲病原線蟲對紫外輻射的抗逆性和適應(yīng)性,相關(guān)報道較少[9]。本項(xiàng)目組前期研究發(fā)現(xiàn)甘肅省昆蟲病原線蟲資源豐富,分布廣泛且對甘肅省主要的地下害蟲有較高的控制作用,說明本土昆蟲病原線蟲對低濕、高溫和紫外輻射等逆境有一定的耐受能力[9,16-19]。但當(dāng)前環(huán)境中的UV-B輻射是否已經(jīng)對昆蟲病原線蟲的生長發(fā)育具有一定程度的脅迫作用？甘肅省土著昆蟲病原線蟲,尤其是優(yōu)勢種對 UV-B輻射的適應(yīng)性如何？尚缺少足夠的了解。本研究以甘肅省土著昆蟲病原線蟲為材料,通過模擬自然界強(qiáng)輻射的研究手段,以昆蟲病原線蟲研究中常用測試?yán)ハx大蠟螟為目標(biāo)昆蟲,探究紫外輻射對昆蟲病原線蟲生物學(xué)特性如存活率與致病力的影響,可為利用昆蟲病原線蟲防治葉面害蟲提供理論依據(jù),以期進(jìn)一步揭示昆蟲病原線蟲對 UV-B輻射的適應(yīng)特性。

1 材料與方法

1.1 供試材料

大蠟螟(Galleria mellonella)由甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)昆蟲生態(tài)實(shí)驗(yàn)室養(yǎng)殖,試驗(yàn)用 5齡老熟幼蟲其平均重量為0.3 g左右,使用前需經(jīng)滯育處理,防止大蠟螟老熟幼蟲吐絲、化蛹。

昆蟲病原線蟲：從甘肅省誘集分離得到的9個品系,分別為異小桿屬的Heterorhabditis brevicaudis的0627M品系、大異小桿線蟲(H.megidis)的0641TY品系和斯氏屬的Steinernema feltiae的0622L、0639C、0661YM、0619HT、0663TD 品系與S.kraussei的0663HT、0657L品系。已證實(shí)上述9個昆蟲病原線蟲品系對低濕脅迫具較強(qiáng)抗逆性,對主要地下害蟲蠐螬(Scaabaeidae)和韭蛆(Bradysia difformis)具較高控制效能[9,16-17]。均由大蠟螟老熟幼蟲White trap法培養(yǎng),試驗(yàn)用的感染期線蟲均新鮮培養(yǎng),并用0.2%柳硫汞進(jìn)行表面消毒,貯存于4℃?zhèn)溆谩?/p>

1.2 紫外(UV-B)輻射對昆蟲病原線蟲存活率影響的測定

本試驗(yàn)于24孔板中進(jìn)行。將加有9個線蟲品系懸浮液的 24孔板,每孔加入線蟲懸浮液 1 000 μL(含線蟲1 000頭),每品系3孔,暴露于20 W和40 W紫外輻射燈下 20 cm 處(60 μW·cm-2、100 μW·cm-2)分別處理 0.5 h、1 h、1.5 h、2 h、3 h、4 h、5 h和6 h。以未經(jīng)紫外輻射的9個線蟲品系懸浮液為對照。到達(dá)處理時間后取出,在室溫下放置 1 h,使線蟲充分復(fù)蘇,復(fù)蘇后統(tǒng)計(jì)每個處理中昆蟲病原線蟲的活蟲平均數(shù)及平均存活率。

1.3 紫外(UV-B)輻射對昆蟲病原線蟲致病力影響的測定

1.3.1 紫外(UV-B)輻射對不同昆蟲病原線蟲種類(品系)致病力影響的測定

采用改良的ONE ON ONE法測定[1,17]。于24孔板中,每孔放2 g經(jīng)滅菌的細(xì)沙,加無菌水使含水量為15%(w/w),每孔放1頭大蠟螟5齡幼蟲,滴入經(jīng)20 W紫外輻射30 min的線蟲懸浮液50 mL[每孔50頭侵染期線蟲(IJs)]。不同的線蟲品系為不同處理,以未經(jīng)紫外輻射的線蟲做相應(yīng)對照組,每處理重復(fù)15次(15孔),置于(25±1)℃白天/(18±1)℃夜晚、8 h白天/16 h夜晚,相對濕度80%的恒溫箱內(nèi)。每隔8 h觀察記錄大蠟螟死亡情況。

1.3.2 紫外(UV-B)輻射強(qiáng)度及時長對 Steinernema feltiae 0639C和0663TD致病力影響的測定

于24孔板中,每孔放2 g經(jīng)滅菌的細(xì)沙,加無菌水使含水量為15%(w/w),每孔放1頭大蠟螟5齡幼蟲,滴入經(jīng)20 W和40 W的UV-B輻射強(qiáng)度處理30 min、60 min、90 min、120 min的S.felitiae0639C和0663TD的懸浮液50 L(50 IJs·孔-1),以未經(jīng)紫外輻射的線蟲做相應(yīng)對照組。每處理重復(fù) 10次,置于(25±1)℃白天/(18±1)℃夜晚、8 h白天/16 h夜晚,相對濕度80%的恒溫箱內(nèi)。每隔8 h觀察記錄大蠟螟死亡情況,比較各處理強(qiáng)度 UV-B輻射下昆蟲病原線蟲對大蠟螟致病力的影響。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)用SPSS 21.0和Microsoft Excel 2016進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 UV-B輻射對昆蟲病原線蟲存活率的影響

表1表明,經(jīng)20 W和40 W紫外燈輻射0.5 h后,昆蟲病原線蟲H.brevicaudis0627M、H.megidis0641TY、S.feltiae0622L、S.feltiae0639C、S.feltiae0661YM、S.feltiae0619HT、S.feltiae0663TD、S.kraussei0663HT、S.kraussei0657L 9個品系(除S.feltiae0622L 40 W外)與未輻射處理存活率差異不顯著(P＞0.05),且不同品系之間差異不顯著(P＞0.05),說明以上9個品系昆蟲病原線蟲均對短時間UV-B輻射有一定的耐受力。

20 W、40 W紫外輻射燈處理下,輻射時長對昆蟲病原線蟲存活率有顯著影響。隨著輻射時長的延長,供試的 9個昆蟲病原線蟲的存活率均逐步降低,且在輻射時長大于2 h后,存活率急劇下降,與未經(jīng)輻射的對照組相比較差異顯著(P＜0.05)。輻射時長為6 h時,供試各品系存活率均在10%以下,但各品系之間差異不顯著(P＞0.05),其中S.feltiae0639C、0661YM、S.kraussei0663HT存活率為0。當(dāng)輻射強(qiáng)度為20 W時,2 h的輻射時長為對昆蟲病原線蟲存活率影響較大的時間節(jié)點(diǎn),時長為2 h以內(nèi)時,除S.feltiae06622L和S.kraussei0663HT 2品系外,不同輻射時長下,其余供試 7個昆蟲病原線蟲品系的存活率無顯著變化,與對照組之間差異不顯著(P＞0.05),不同品系之間除S.kraussei0663HT與其他供試8品系差異顯著(P＜0.05)外,其余各品系之間差異不顯著(P＞0.05);但時長大于2 h后,供試的9個昆蟲病原線蟲品系存活率均急劇下降,因此后期研究均以2 h作為輻射時長的上限。輻射強(qiáng)度為40 W 時,輻射時長為0.5 h時,除S.feltiae0622L品系存活率與對照組差異顯著(P＜0.05),其余供試品系與對照組差異均不顯著(P＞0.05),且各品系之間差異不顯著(P＞0.05);其余各輻射時長下,供試 9個昆蟲病原線蟲品系均隨著輻射時長的增加,其存活率下降且與對照組差異顯著(P＜0.05)。說明隨著UV-B輻射時間的延長,昆蟲病原線蟲對UV-B輻射的抵抗力降低。長時間UV-B輻射對不同昆蟲病原線蟲品系存活率的影響不同。經(jīng)UV-B輻射4 h內(nèi),H.megidis0627M的存活率較高,說明H.megidis0627M對長時間UV-B輻射有一定的耐受能力。

不同輻射強(qiáng)度對昆蟲病原線蟲存活率影響不同,輻射時長在2 h之內(nèi),隨著輻射強(qiáng)度的增加,昆蟲病原線蟲存活率降低,40 W與20 W 差異顯著(P＜0.05),2 h之后不同輻射強(qiáng)度之間差異不顯著(P＞0.05)。同一輻射強(qiáng)度時,線蟲存活率隨著輻射時長的增加下降,但在2 h之內(nèi),各輻射時長之間線蟲存活率無顯著差異(P＞0.05),2 h之后各品系線蟲存活率均顯著降低,與對照組差異顯著(P＜0.05)。綜上所述,輻射時長在2 h 內(nèi),UV-B強(qiáng)度是影響昆蟲病原線蟲存活率的主要因子,輻射時長對其存活率無顯著影響。

表1 不同時間不同強(qiáng)度UV-B輻射對不同昆蟲病原線蟲品系存活率的影響Table 1 Entomopathogenic nematodes infective juveniles(IJs)survival rate at different ultraviolet radiation intensities under different exposure time length

2.2 UV-B輻射對不同昆蟲病原線蟲種類和品系致病力的影響

表2表明,20 W UV-B輻射30 min后,昆蟲病原線蟲對大蠟螟的致病力發(fā)生變化,不同種類和同一種類的不同品系變化不同。供試的9個品系中,S.felitiae0663TD致病力升高,而S.felitiae0661YM降低。其中S.felitiae0639C在侵染后32 h和40 h時差異顯著(P＜0.05),分別由 13.3%和20.0%升高到 73.3%和86.6%;S.felitiae0661YM在侵染32 h、40 h時,經(jīng)UV-B輻射的處理死亡率均為0%,而未經(jīng)輻射處理的均達(dá) 66.7%,差異顯著(P＜0.05);而其余各品系致病力未改變或下降,且各品系之間差異不顯著(P＞0.05)。

2.2.1 UV-B處理后異小桿屬線蟲對大蠟螟致病力的影響

UV-B輻射使異小桿屬H.megidis0641TY和H.brevicaudis0627M 2個品系致病力下降,且使寄主死亡的時間推后(表2)。經(jīng)UV-B輻射30 min后,H.me-gidis0641TY和H.brevicaudis0627M致病力均下降,但無顯著差異(P＞0.05);值得注意的是,2線蟲品系對大蠟螟的致死速率均有延后。接入H.brevicaudis0627M 72 h時,對照組大蠟螟累積死亡率為80.0%,處理組為73.3%;80 h時對照組死亡率達(dá)100%,而處理組在88 h后才達(dá)100%;H.megidis0641TY對照組和處理組在32 h時引起大蠟螟死亡;接入線蟲112 h后,對照組死亡率達(dá)100%,而處理組在接入線蟲120 h后大蠟螟死亡率達(dá)100%。說明UV-B輻射降低異小桿屬線蟲的致病力,并延緩引起寄主昆蟲死亡的時間。

2.2.2 UV-B處理后斯氏屬線蟲對大蠟螟致病力的影響

經(jīng)UV-B處理后斯氏屬線蟲對大蠟螟的致病力也發(fā)生變化,但不同種類、同一種類不同品系之間均存在差異。S.felitiae5個供試品系,0639C、0663TD 2品系經(jīng) UV-B輻射后對大蠟螟的致病力提高,致死速率加快,其中S.felitiae0663TD的致病力顯著升高(P＜0.05);S.felitiae0622L品系經(jīng)UV-B輻射后其致病力無顯著變化(P＞0.05),且死亡速率基本相同(表2);S.felitiae的0661YM和0619HT經(jīng)UV-B輻射后,其致病力均呈降低趨勢,其中S.felitiae0661YM的致病力顯著降低(P＜0.05),其余差異不顯著(P＞0.05);S.kraussei0657L和0663HT品系經(jīng)UV-B輻射后,致病力均下降,但差異均不顯著(P＞0.05)。

表2 20W UV-B輻射30 min下不同昆蟲病原線蟲品系對大蠟螟致病力的影響Table 2 Effects of 20 W ultraviolet radiation after 30 min exposure on entomopathogenic nematodes'pathogenicity to Galleria mellonella

2.2.2.1 S.felitiae 0639C和0663TD供試品系

經(jīng)UV-B輻射30 min后,S.felitiae0639C和0663TD引起全部寄主死亡時間縮短(表2)。S.felitiae0639C對照組和處理組均在32 h時大蠟螟開始死亡,處理組大蠟螟累積死亡率為73.3%,對照組為13.3%,存在顯著差異(P＜0.05);經(jīng)UV-B輻射處理后,接入線蟲56 h后大蠟螟死亡率達(dá)100%,而對照組64 h時達(dá)100%;S.felitiae0663TD對照組在接入線蟲24 h時大蠟螟開始死亡,處理組32 h時開始死亡;對照組在接入線蟲80 h后大蠟螟死亡率為100%,處理組在接入線蟲40 h后大蠟螟的死亡率達(dá)100%。

2.2.2.2 S.felitiae 0622L供試品系

S.felitiae0622L品系經(jīng)UV-B輻射后其致病力無顯著變化(P＞0.05),且死亡速率基本相同(表2)。接入線蟲32 h后,對照組和處理組大蠟螟均開始死亡,56 h時大蠟螟的死亡率均為73.3%;對照組112 h后死亡率達(dá)到100%,處理組則在104 h后達(dá)100%。

2.2.2.3 S.felitiae 0661YM和0619HT品系與S.kraussei 0663HT和0657L品系

經(jīng)UV-B輻射后S.felitiae0661YM和0619HT品系與S.kraussei0663HT和0657L品系的致病力均下降,除S.felitiae0661YM與對照組差異顯著外,其余品系差異不顯著(P＞0.05),且寄主開始死亡時間和引起供試全部種群死亡的時間均延長(表2)。S.felitiae0661YM品系,對照組侵染后32 h寄主昆蟲開始死亡,56 h時全部死亡,而經(jīng)紫外輻射后,48 h時寄主昆蟲開始死亡,120 h時全部死亡;S.felitiae0619HT品系,處理組和對照組均在32 h時引起寄主昆蟲死亡,對照組56 h時寄主昆蟲死亡率達(dá)100%,而處理組在120 h時寄主昆蟲死亡率達(dá)100%。

S.kraussei0663HT品系的對照組和處理組,均在接入線蟲后32 h時大蠟螟開始死亡;80 h時對照組大蠟螟的死亡率是86.7%,處理組為80.0%;對照組88 h大蠟螟校正死亡率達(dá) 100%,處理組 104 h時才達(dá)100%;S.kraussei0657L品系的CK和UV-B輻射組均在接入線蟲后40 h時大蠟螟開始死亡;80 h時CK大蠟螟累積死亡率為93.3%,處理組為73.3%;CK組88 h大蠟螟死亡率達(dá)100%,處理組96 h時才達(dá)到100%。

綜上所述,在20W UV-B輻射30 min后,斯氏S.felitiae0639C的致病力顯著升高(P＜0.05),S.felitiae0661YM的致病力顯著降低(P＜0.05),S.felitiae0663TD、0622L大蠟螟的致病力升高,異小桿H.megidis0641TY和H.brevicaudis0627M,斯氏S.kraussei0657L、0663HT和S.felitiae0619HT、0661YM致病力下降,但差異均不顯著(P＞0.05)。說明UV-B輻射對昆蟲病原線蟲致病力會產(chǎn)生影響,且不同種類、同一種類的不同品系之間存在差異。

經(jīng) UV-B輻射后,供試?yán)ハx病原線蟲引起全部寄主昆蟲死亡時間發(fā)生變化。致病力升高的品系,其引起全部寄主昆蟲死亡的時間縮短,包括S.felitiae0639C和S.felitiae0663TD;而致病力降低的品系,使寄主昆蟲全部死亡的時間增長,如S.felitiae0661YM和S.felitiae0619HT品系、S.kraussei0663HT和S.kraussei0657L品系及H.megidis0641TY和H.brevicaudis0627M 品系;致病力未發(fā)生變化的品系,其使寄主昆蟲全部死亡的時間亦未發(fā)生顯著變化,如S.felitiae0622L。說明UV-B輻射對昆蟲病原線蟲致病力的影響,不但包括毒力大小的影響,同時也影響了其對寄主的致死速率。

2.3 不同 UV-B輻射強(qiáng)度及時長對 Steinernema felitiae 0639C和0663TD致病力的影響

圖1表明,與對照相比,S.felitiae0663TD和S.felitiae0639C在20 W和40 W UV-B輻射30 min、60 min、90 min、120 min后,引起寄主昆蟲死亡的時間發(fā)生變化,其中S.felitiae0639C隨著輻射強(qiáng)度的增大引起寄主昆蟲開始死亡時間提前,而S.felitiae0663TD隨著輻射強(qiáng)度增加,引起寄主昆蟲開始死亡時間延后;不同紫外輻射時長對S.felitiae0663TD和S.felitiae0639C致病力無影響,30 min、60 min、90 min、120 min輻射處理之間差異不顯著(P＞0.05)。

從圖1a可知,40 W UV-B輻射處理的S.felitiae0639C線蟲,侵染8 h后引起寄主昆蟲的死亡,而經(jīng)20 W輻射處理則侵染后24 h引起寄主昆蟲死亡,對照組在兩個時間點(diǎn)均未引起寄主昆蟲死亡;侵染 24 h時,40 W 輻射處理的線蟲致病力顯著高于 20 W和對照(P＜0.05),48 h時兩種輻射強(qiáng)度處理的線蟲引起寄主昆蟲的累計(jì)死亡率之間差異不顯著(P＞0.05)。不同的紫外輻射時長后,S.felitiae0639C品系對大蠟螟的致病力無顯著變化。

S.felitiae0663TD線蟲在經(jīng)20 W UV-B輻射后,侵染8 h后就可引起寄主昆蟲的死亡,而經(jīng)40 W輻射處理的線蟲,侵染后24 h引起寄主昆蟲的死亡,對照組在此兩個時間點(diǎn)均未引起寄主昆蟲死亡,且24 h時20 W輻射預(yù)處理后的線蟲致病力顯著高于40 W和對照組(P＜0.05),48 h后兩種輻射強(qiáng)度處理后的線蟲引起寄主昆蟲的累計(jì)死亡率之間差異不顯著(P＞0.05);不同的紫外輻射時長后,S.felitiae0663TD品系對大蠟螟的致病力無顯著變化。

綜上所述,紫外輻射能刺激S.felitiae0663TD和S.felitiae0639C侵染和致死寄主昆蟲,侵染前期(24 h)紫外輻射強(qiáng)度對S.felitiae0663TD和S.felitiae0639C的致病力有影響,隨著 UV-B輻射強(qiáng)度的增加,處理強(qiáng)度(20W和40 W)對S.felitiae0663TD和S.felitiae0639C的致病力無影響;一定的輻射時長內(nèi)(120 min),輻射時長對S.felitiae0663TD和S.felitiae0639C的致病力無影響。

圖1 UV-B輻射強(qiáng)度與處理時間對處理后不同時間S.felitiae 0639C(a)和0663TD(b)致病力的影響Fig.1 Effects of UV-B radiation time and intensity on pathogenicity of S.felitiae 0639C(a)and 0663TD(b)after different times of treatment

3 討論與結(jié)論

全球環(huán)境與氣候?qū)Τ粞鯇赢a(chǎn)生顯著影響,而臭氧層的破壞使地球表面的UV-B輻射不斷增強(qiáng),地球上的生物也將面臨逐漸增強(qiáng)的 UV-B脅迫,因此揭示UV-B脅迫對生命體的影響具有重要意義。以往研究結(jié)果表明,平流層O3的耗損及由此導(dǎo)致的太陽UV-B輻射強(qiáng)度的增加,對生活在地球生物圈中的各種生物及其生存環(huán)境質(zhì)量都會產(chǎn)生影響,成年節(jié)肢動物的存活時間和逆境壓力的強(qiáng)度、時長之間存在著明顯的相關(guān)性,但是自然種群在生境中的相關(guān)研究鮮見報道[11-12]。UV-B輻射增強(qiáng)對節(jié)肢動物或昆蟲的影響也有相關(guān)報道[13-14],而 UV-B輻射對昆蟲病原線蟲的影響相關(guān)報道較少。

昆蟲病原線蟲作為一種生命體,逆境脅迫對其最明顯的影響是對生物學(xué)特性的影響,研究表明其存活率、侵入率、致病力和生殖力在受到逆境脅迫時都會發(fā)生變化[8-10]。且不同種或同一種類的不同品系昆蟲病原線蟲在不同發(fā)育階段,對不良環(huán)境條件的抵御能力均不同[8-10]。線蟲的整個生活史中,最能抵御逆境壓力的階段為抗逆性幼蟲 daner juvenile(侵染期線蟲),逆境對昆蟲病原線蟲侵染期線蟲的影響及塑造,直接決定了線蟲是否能經(jīng)過逆境條件進(jìn)入下一個生活史階段[1]。甘肅省大部分地區(qū)處于500 mm等雨量線以下,總體氣候特征為干旱,且夏季降水集中,占年降水的 70%左右,造成了干旱缺雨、夏季日照時數(shù)長、紫外輻射強(qiáng)度大的地理氣候大背景。項(xiàng)目組在前期的研究中發(fā)現(xiàn),甘肅省(跨古北區(qū)和東洋區(qū))昆蟲病原線蟲資源比較豐富(8種51個品系,其中4種屬中國新記錄種)。本研究表明,UV-B輻射對甘肅省誘集分離得到的昆蟲病原線蟲存活有影響,但是在一定的脅迫強(qiáng)度和時長內(nèi),大部分侵染期線蟲能存活并完成生活史,說明甘肅省昆蟲病原線蟲對當(dāng)?shù)貜?qiáng)UV-B輻射脅迫有一定的適應(yīng)性和抗逆性。

本研究表明,不同昆蟲病原線蟲和同種不同品系昆蟲病原線蟲受不同逆境脅迫后,其致病力的變化不同,這與以往的研究結(jié)果相一致。分析其原因,首先昆蟲病原線蟲對逆境脅迫的不同耐受程度首先取決于其遺傳特性,不同種、同種不同品系線蟲對同種脅迫表現(xiàn)不同的耐受水平;其次,同一種線蟲在對不同生存環(huán)境的長期適應(yīng)中,抗逆能力也會發(fā)生較大的變化以獲得與生境相適應(yīng)的特性[8-10,20]。本研究所用不同昆蟲病原線蟲品系,為甘肅省不同地區(qū)或不同生境中誘集分離得到。不同的地理環(huán)境和氣候條件、非生物脅迫及當(dāng)?shù)刈魑镌耘喙芾碇贫?、適宜寄主昆蟲等因素,均可導(dǎo)致不同品系的線蟲對紫外輻射的抗逆性和適應(yīng)性發(fā)生分化,從而使其經(jīng)輻射后對大蠟螟的致病力發(fā)生不同變化。

昆蟲病原線蟲對隱蔽性害蟲具有較高的防治效果,但是對葉面害蟲的防治效果較低,其中一個重要的原因就是UV-B輻射對侵染期線蟲的影響[8-10]。本研究結(jié)果表明,UV-B輻射在一定的輻射時間內(nèi),對甘肅省昆蟲病原線蟲的存活率無顯著影響,說明甘肅省土著昆蟲病原線蟲對UV-B輻射有一定的抗逆性,為甘肅省昆蟲病原線蟲對葉部害蟲的防治及推廣提供了理論依據(jù)。

決定昆蟲病原線蟲對寄主昆蟲的控制效能的因素,除昆蟲病原線蟲自身毒力大小外,還與其行為特征有關(guān),如寄主搜尋能力和遷移能力。昆蟲病原線蟲對葉面害蟲或其他裸露性害蟲的控制效能較低,部分文獻(xiàn)推測,是因?yàn)樽贤廨椛浣档土死ハx病原線蟲的毒力[8-9]。但本研究表明,經(jīng)UV-B輻射后,有2個品系的昆蟲病原線蟲的致病力升高,充分說明紫外輻射有刺激昆蟲病原線蟲侵染和致死寄主昆蟲的作用,同時也說明UV-B輻射降低昆蟲病原線蟲對葉部害蟲的防治效果,主要因素不是因?yàn)榇婊盥屎椭虏×Φ南陆?而是其他原因造成的。根據(jù)現(xiàn)有的研究結(jié)果推測,其中一個重要的原因應(yīng)為UV-B輻射對昆蟲病原線蟲的遷移能力及趨性造成影響,在后期可進(jìn)行進(jìn)一步的研究。

不同線蟲品系的致病力大小和其能量儲備量有關(guān)[10]。亦有研究表明,昆蟲病原線蟲的能量物質(zhì)是決定昆蟲行為特征和對逆境響應(yīng)的基礎(chǔ)[8-9],關(guān)于 UV-B輻射對昆蟲病原線蟲體內(nèi)能量物質(zhì)的影響,及能量物質(zhì)對致病力的影響是否取決于能量物質(zhì)對其侵染行為和遷移能力的調(diào)控,將在后期繼續(xù)探討。

本研究表明,甘肅省昆蟲病原線蟲對紫外輻射有一定耐受能力和適應(yīng)性。在20 W和40 W強(qiáng)度下,短時間UV-B輻射對昆蟲病原線蟲N存活率無顯著影響,但隨輻射強(qiáng)度增加,其存活率會下降。經(jīng)一定強(qiáng)度的紫外輻射后,9個甘肅省土著昆蟲病原線蟲品系的致病力存在差異、同一種的不同品系之間,其致病力變化不同。在20W UV-B輻射30 min后,斯氏S.felitiae0639C的致病力顯著升高(P＜0.05),S.felitiae0661YM的致病力顯著降低(P＜0.05),其余供試品系致病力變化差異均不顯著(P＞0.05)。

UV-B輻射對昆蟲病原線蟲致病力的影響,不但包括毒力大小的影響,同時也影響了其對寄主的致死速率。經(jīng)UV-B輻射后,供試?yán)ハx病原線蟲引起全部寄主昆蟲死亡時間發(fā)生變化。致病力升高的品系,其引起全部寄主昆蟲死亡的時間縮短;而致病力降低的品系,使寄主昆蟲全部死亡的時間增長;致病力未發(fā)生變化的品系,其使寄主昆蟲全部死亡的時間亦未發(fā)生顯著變化。

紫外輻射能刺激S.felitiae0663TD和S.felitiae0639C侵染和致死寄主昆蟲,不同強(qiáng)度 UV-B輻射對S.felitiae0663TD和S.felitiae0639C引起寄主昆蟲死亡的時間有影響。經(jīng)輻射預(yù)處理后,2 品系線蟲引起寄主昆蟲死亡的時間較對照組均提前,其中S.felitiae0639C隨著輻射強(qiáng)度的增大,引起寄主昆蟲開始死亡時間提前,而S.felitiae0663TD隨著輻射強(qiáng)度增加,引起寄主昆蟲開始死亡時間延后。

侵染前期(24 h)紫外輻射強(qiáng)度對S.felitiae0663TD和S.felitiae0639C的致病力有影響,隨著UV-B輻射強(qiáng)度的增加,S.felitiae0639C致病力升高,而S.felitiae0663TD致病力降低(仍高于未輻射組),但隨著時間的推移(48 h后),輻射強(qiáng)度(20 W和40 W)對S.felitiae0663TD和S.felitiae0639C的致病力無影響;一定的輻射時長內(nèi)(120 min),輻射時長對S.felitiae0663TD和S.felitiae0639C的致病力無影響。